JP2021536000A - Equipment and methods for detecting objects - Google Patents

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Abstract

本発明は、運搬装置を用いて機器の測定領域を通って運ばれる対象物を検出するための機器であって、対象物の外部輪郭の上にギガヘルツまたはテラヘルツの範囲の周波数を伴う測定放射を放出するための伝送装置と、対象物により反射された測定放射を受信するための受信装置とを備え、測定放射に対して透明な、ガスに対して透過性の保護メッシュは、一方の側にある伝送装置および／または受信装置と、他方の側にある測定領域との間に配置される機器に関する。本発明はまた、対応方法に関する。【選択図】図１The present invention is a device for detecting an object carried through the measurement area of the device using a transport device, and measures radiation with a frequency in the range of gigahertz or terahertz on the external contour of the object. A protective mesh that is transparent to the measurement radiation and permeable to the gas, with a transmission device for emission and a receiver for receiving the measurement radiation reflected by the object, is on one side. It relates to a device placed between one transmitting device and / or a receiving device and a measurement area on the other side. The present invention also relates to a corresponding method. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、運搬装置を用いて機器の測定領域を通って運ばれる対象物を検出するための機器であって、対象物の外部輪郭の上にギガヘルツまたはテラヘルツの範囲の周波数を伴う測定放射を放出するための伝送装置と、対象物により反射された測定放射を受信するための受信装置とを備える機器に関する。本発明はまた、対応方法に関する。 The present invention is a device for detecting an object carried through the measurement area of the device using a transport device, and measures radiation with a frequency in the range of gigahertz or terahertz on the external contour of the object. The present invention relates to a device including a transmission device for emitting and a receiving device for receiving the measured radiation reflected by the object. The present invention also relates to a corresponding method.

たとえば、そのような機器を用いて管の直径を決定することができる。ギガヘルツまたはテラヘルツの範囲において測定放射を放出する伝送装置が知られている。そのような測定放射は、蒸気などに伴って発生する可能性のあるような障害の影響をほとんど受けない。伝送装置から放出された測定放射は、管によって反射され、受信装置に戻る。評価装置は、たとえば伝播遅延測定によって、伝送および受信装置から管までの距離を測定することができる。たとえば、そのような測定が管の異なる側で行われる場合、直径をこの方法で決定することができる。管の外周の全面にわたり分布する多数の測定点にわたって測定することにより、たとえば楕円形などの外側輪郭を検出することもできる。 For example, such equipment can be used to determine the diameter of the tube. Transmission devices that emit measured radiation in the range of gigahertz or terahertz are known. Such measured radiation is largely unaffected by the obstacles that may occur with vapors and the like. The measured radiation emitted from the transmitter is reflected by the tube and returned to the receiver. The evaluator can measure the distance from the transmission and reception device to the tube, for example by propagating delay measurement. For example, if such measurements are made on different sides of the tube, the diameter can be determined in this way. It is also possible to detect an outer contour such as an ellipse by measuring over a large number of measurement points distributed over the entire outer circumference of the tube.

管を製造する場合、必要に応じて製造パラメータに早期に介入し、不良品を防止することができるように、管がまだ形成されている間、または管が最終的に形成された後できるだけ早く外側輪郭を測定することが一般的に望ましい。たとえば、圧延手段を用いて金属管を製造する場合には、水によってローラーを冷却することで重い蒸気が発生することになる。また金属粉塵、シンダーなどの汚染粒子は、この環境でしばしば見られる。特にプラスチック管を製造する場合、金属製の較正スリーブとして知られているものを使用することができ、この時点ではまだ柔らかいプラスチック管に対して、たとえば真空をかけて吸引する、その結果最終形状を得ることができる。ここでも水を用いた冷却が行われることにより、またかなりの蒸気が発生することになる。光学測定装置は、そのような測定環境においてかなり困難である。 When manufacturing a tube, as soon as possible while the tube is still formed or after the tube is finally formed so that the manufacturing parameters can be intervened early and defective products can be prevented if necessary. It is generally desirable to measure the outer contour. For example, when a metal tube is manufactured using a rolling means, heavy steam is generated by cooling the rollers with water. Also, contaminated particles such as metal dust and cinders are often found in this environment. Especially when manufacturing plastic tubing, what is known as a metal calibration sleeve can be used, at which point a still soft plastic tubing is sucked, for example by applying a vacuum, resulting in a final shape. Obtainable. Here, too, cooling with water will generate a considerable amount of steam. Optical measuring devices are quite difficult in such a measuring environment.

そのような測定環境で測定対象物を測定する場合、汚染粒子による測定結果の障害は、テラヘルツまたはギガヘルツの放射線を使用する場合にも問題となる。また説明した劣悪な測定環境での伝送および受信装置は、高温にさらされることにより、それに対応して障害または損傷が発生する可能性がある。一方、この問題を回避するために、測定環境がそれほど重要ではない場合後の時点で外側輪郭が検出されると、製造パラメータから好ましくない逸脱が発生した場合に、かなりの量の不良品が生じる。 When measuring an object to be measured in such a measurement environment, the obstruction of measurement results due to contaminated particles is also a problem when using terahertz or gigahertz radiation. Also, transmission and reception equipment in the poor measurement environment described can be subject to corresponding failures or damage due to exposure to high temperatures. On the other hand, to avoid this problem, if the outer contour is detected at a later time when the measurement environment is not so important, a significant amount of defective products will occur in the event of unfavorable deviations from the manufacturing parameters. ..

また、たとえば厚板、熱いストリッププレート、または冷たいストリッププレートを製造または加工するとき、厚さ、幅、平面度および／または表面状態を測定し、評価することもしばしば望まれる。この場合、測定対象の製品の下に伝送および受信装置を配列することもしばしば必要である。伝送および受信装置は、その後次々にかなりの汚染リスクにさらされることになる。 It is also often desired to measure and evaluate thickness, width, flatness and / or surface condition, for example when manufacturing or processing planks, hot strip plates, or cold strip plates. In this case, it is often necessary to arrange the transmission and reception devices under the product to be measured. Transmission and receivers are then exposed to significant pollution risk one after another.

説明した先行技術から出発して、本発明の目的は、説明したような劣悪な測定環境においても信頼性の高い測定結果を提供し、したがって、検出すべき対象物を製造するとき不良品の量を最小限に抑える、冒頭で述べたタイプの機器および方法を提供することである。 Starting from the prior art described, an object of the present invention is to provide reliable measurement results even in the poor measurement environment as described, and therefore the amount of defective products when manufacturing the object to be detected. Is to provide the type of equipment and methods mentioned at the beginning to minimize.

本発明は、独立請求項１および１２を通して目的を達成する。有利な実施形態は、従属請求項、説明および図に開示されている。 The present invention achieves an object through independent claims 1 and 12. Advantageous embodiments are disclosed in the dependent claims, description and figures.

本発明は、冒頭に述べたタイプの機器において、一方の側にある伝送装置および／または受信装置と、他方の側にある測定領域との間に測定放射に対して透明な、ガスに対して透過性である保護メッシュを配置することにより目的を達成する。 The present invention relates to gas, which is transparent to measured radiation between the transmission and / or receiver on one side and the measurement area on the other side in the type of equipment described at the beginning. The purpose is achieved by arranging a protective mesh that is transparent.

検出すべき対象物は、測定中に本発明による機器の測定領域を通って搬送される。この目的のために、機器は、それに対応する搬送装置を備える。対象物は、たとえば、管のようなストランド形状の対象物であってもよく、特に、鋼のような金属管、またはプラスチックまたはガラス製の管のようなストランド形状の対象物でも可能である。また、検出すべき対象物は、基本的に平面である対象物、たとえばプレート、特に厚板、熱いストリッププレート、または冷たいストリッププレートでも可能である。本発明はまた、本発明による機器と、検出すべき対象物とを備えるシステムに関する。この場合、機器の少なくとも１つの伝送装置および／または少なくとも１つの受信装置を、検出すべき対象物の下に配列することができる。材料によっては、検出すべき対象物は、測定中に非常に高温になる恐れがあり、たとえば、鋼管は１０００℃以上の温度を有し、ガラス管は２０００℃以上の温度を有する恐れがある。 The object to be detected is conveyed through the measurement area of the device according to the present invention during measurement. For this purpose, the equipment is equipped with a corresponding transport device. The object may be, for example, a strand-shaped object such as a tube, in particular a metal tube such as steel, or a strand-shaped object such as a plastic or glass tube. The object to be detected can also be an object that is essentially flat, such as a plate, especially a thick plate, a hot strip plate, or a cold strip plate. The invention also relates to a system comprising the device according to the invention and an object to be detected. In this case, at least one transmitting device and / or at least one receiving device of the device can be arranged under the object to be detected. Depending on the material, the object to be detected may be very hot during the measurement, for example, a steel pipe may have a temperature of 1000 ° C or higher and a glass tube may have a temperature of 2000 ° C or higher.

対象物を検出するために、伝送装置は、ギガヘルツまたはテラヘルツの範囲の周波数を有する電磁測定放射を放出する。伝送装置は、たとえば０．００１テラヘルツから６テラヘルツの範囲の周波数、好ましくは０．０２テラヘルツから３ラヘルツの範囲の周波数の測定放射を放出することができる。特に、測定放射は、電波を放出することができる。そのような測定放射は、蒸気などによる測定経路の汚染による障害の影響をほとんど受けないため、劣悪な環境における測定に特に適している。測定放射は、対象物の外側輪郭に当たって反射し、それを測定結果として検出する受信装置に到達する。これに基づいて、伝送および受信装置から対象物までの距離を、たとえば伝播遅延測定に基づいて、それ自体公知の方法で決定することができる。これにより、たとえば対象物の直径および／または壁厚および／または外側輪郭を決定することが可能となり、特に対象物の外周にわたって分布する多数の測定位置が測定される場合に、対象物の直径および／または壁厚および／または外側輪郭を決定することが可能となる。たとえば、平面状の対象物の場合、その幅、平面性および／または表面状態、または、異なる側面に多数の伝送および受信装置を備えることにより、その厚さを測定することができる。このようにして、たとえば、所定の形状、たとえば円形の断面形状、特に卵形、または所定の厚さまたは平面性からの外側輪郭の逸脱を検出することができる。これに基づいて、対象物の製造パラメータにおける制御介入を行うことができる。 To detect an object, the transmission device emits electromagnetically measured radiation with frequencies in the gigahertz or terahertz range. The transmission device can emit measured radiation at frequencies ranging from 0.001 terahertz to 6 terahertz, preferably 0.02 terahertz to 3 terahertz, for example. In particular, the measured radiation can emit radio waves. Such measured radiation is particularly unsuitable for measurements in harsh environments, as it is largely unaffected by damage from contamination of the measurement path, such as with vapors. The measured radiation hits the outer contour of the object and is reflected to reach the receiver that detects it as a result of the measurement. Based on this, the distance from the transmission and reception device to the object can be determined by a method known per se, for example based on propagation delay measurements. This allows, for example, to determine the diameter and / or wall thickness and / or outer contour of the object, especially if a large number of measurement positions distributed over the perimeter of the object are measured. / Or it becomes possible to determine the wall thickness and / or the outer contour. For example, a planar object can be measured for its width, planarity and / or surface condition, or by providing multiple transmission and reception devices on different sides. In this way, it is possible to detect, for example, a given shape, such as a circular cross-sectional shape, particularly an oval shape, or a deviation of the outer contour from a given thickness or flatness. Based on this, control interventions in the manufacturing parameters of the object can be performed.

本発明によれば、一方の側にある伝送装置および／または受信装置と、他方の側にある測定中に検出すべき対象物が位置する測定領域との間に保護メッシュが配置されている。保護メッシュは、測定放射に対して少なくともほぼ透明である。保護メッシュの格子定数は、測定放射の波長よりもかなり小さくすることができる。また保護メッシュが、測定放射の一部を吸収することも可能である。しかしながら、特に測定放射の重要な部分は、保護メッシュを通過するので、可能な限り高い振幅が本発明による測定に利用可能である。もちろん、保護メッシュはまた、測定放射に対して完全に透明でもあり得る。さらに、保護メッシュはまた、ガス、特に空気に対して透過性である。伝送装置および受信装置を、基本的に同じ位置または互いに直接隣接して配置することができる。そのとき共通の保護メッシュは、伝送装置および受信装置の両方を保護することができる。しかしながら、伝送装置および受信装置を異なる場所に配置することも考えられる。また、多数の、たとえば２つの保護メッシュを備えることも可能であり、そのうちの１つが伝送装置を保護し、１つが受信装置を保護する。 According to the present invention, a protective mesh is placed between the transmission and / or receiver on one side and the measurement area on the other side where the object to be detected during measurement is located. The protective mesh is at least nearly transparent to the measured radiation. The lattice constant of the protective mesh can be much smaller than the wavelength of the measured radiation. It is also possible for the protective mesh to absorb some of the measured radiation. However, a particularly important portion of the measured radiation passes through the protective mesh so that the highest possible amplitude is available for the measurement according to the invention. Of course, the protective mesh can also be completely transparent to the measured radiation. In addition, the protective mesh is also permeable to gas, especially air. The transmitting device and the receiving device can be basically arranged at the same position or directly adjacent to each other. A common protective mesh can then protect both the transmitter and receiver. However, it is also conceivable to place the transmitter and receiver in different locations. It is also possible to have a large number, eg, two protective meshes, one of which protects the transmitting device and one of which protects the receiving device.

本発明によって提供される保護メッシュは、汚染粒子、水などの冷却液、または有害ガスから伝送装置および受信装置を保護する。特に、保護メッシュは、このような障害成分が測定センサの領域、すなわち伝送装置および受信装置に侵入することを防止する。さらに、保護メッシュはまた、測定センサから熱放射を分散させる。これにより、測定センサを高温から保護する。保護メッシュの格子の結果として、ガス、特に空気が通過して流れることが可能な定義された開口部を有する。ガスや空気の透過性により、保護メッシュは、通常の空気交換でさえも汚染粒子を除去する。好都合にも、この空気交換によって、すでに伝送装置および受信装置が冷却されるようになる。さらに、保護メッシュのガス透過性の設計によって、以下でより詳細に説明するように、特にフラッシングによって、保護メッシュを汚染物質のない状態に特に確実に保つことを可能にする。これは、冒頭で説明した劣悪な環境において特に重要である。本発明による機器は、劣悪な測定環境であっても信頼性の高い方法で確実な測定結果を提供することを可能にし、不良品を最小限に抑えることができる。 The protective mesh provided by the present invention protects transmitters and receivers from contaminated particles, coolants such as water, or harmful gases. In particular, the protective mesh prevents such faulty components from entering the area of the measuring sensor, i.e. the transmitting and receiving devices. In addition, the protective mesh also disperses heat radiation from the measurement sensor. This protects the measurement sensor from high temperatures. As a result of the grid of protective mesh, it has a defined opening through which gas, especially air, can flow. Due to the permeability of gas and air, the protective mesh removes contaminated particles even with normal air exchange. Fortunately, this air exchange already cools the transmitter and receiver. In addition, the gas permeable design of the protective mesh makes it possible to keep the protective mesh particularly reliably free of contaminants, especially by flushing, as described in more detail below. This is especially important in the harsh environment described at the beginning. The device according to the present invention makes it possible to provide reliable measurement results by a reliable method even in a poor measurement environment, and it is possible to minimize defective products.

特に実用的な実施形態によれば、伝送装置および受信装置は、トランシーバにより形成されることができる。そのようなトランシーバは、伝送および受信装置を結合し、その後、実質的に同じ場所に配置する。 According to a particularly practical embodiment, the transmitting device and the receiving device can be formed by a transceiver. Such transceivers combine transmit and receive devices and then place them in substantially the same location.

別の実施形態によれば、保護メッシュは、ガラス繊維織物により形成されることができる。ガラス繊維織物は、本発明による目的に特に適している。一方では、ガスが良好に透過することができ、特に電波に対して透明である。他方では、汚染物質や熱に対する耐性が高い。しかしながら、原理的には、他の素材、たとえばセラミックフィルター素材または類似の素材も考えられる。 According to another embodiment, the protective mesh can be formed of a fiberglass fabric. Fiberglass fabrics are particularly suitable for the purposes of the present invention. On the one hand, gas can penetrate well and is particularly transparent to radio waves. On the other hand, it is highly resistant to contaminants and heat. However, in principle, other materials such as ceramic filter materials or similar materials are also conceivable.

別の実施形態によれば、伝送装置および受信装置は、筐体内に配列され、保護メッシュは、測定領域に面した筐体開口部を閉じることが可能である。そのような筐体は、環境に起因する障害の影響から特に安全な保護を達成する。筐体を、特に保護メッシュとフラッシングガスに具備されてもよい入口とを除いて、閉じることが可能である。 According to another embodiment, the transmitting device and the receiving device are arranged in the housing, and the protective mesh can close the housing opening facing the measurement area. Such enclosures provide particularly safe protection from the effects of environmental hazards. The housing can be closed, except for the protective mesh and the inlet which may be provided in the flushing gas.

本発明による機器はまた、フラッシングガスで保護メッシュを洗い流すためのフラッシング装置を備えることも可能である。特に簡単な態様では、フラッシングガスとしてフラッシング空気を考慮することができる。フラッシング装置は、筐体内にわずかな過圧を維持することができ、汚染物質が侵入する危険性をさらに低減させる。フラッシングガスは、フラッシング装置によって筐体内に導入される。その後、フラッシングガスは、特にガス透過性の保護メッシュを通って流れ、たとえば環境の中に漏れる。その結果、保護メッシュの領域内に集まっている汚染粒子または同様のものも搬送され、したがって保護メッシュは、測定のために清浄される。さらに、フラッシングは、伝送装置および受信装置をさらに冷却する。 The device according to the invention can also be equipped with a flushing device for flushing the protective mesh with a flushing gas. In a particularly simple aspect, flushing air can be considered as the flushing gas. The flushing device can maintain a slight overpressure inside the housing, further reducing the risk of contaminants entering. The flushing gas is introduced into the housing by the flushing device. The flushing gas then flows, especially through a gas permeable protective mesh, leaking into the environment, for example. As a result, contaminated particles or the like collected within the area of the protective mesh are also transported, thus cleaning the protective mesh for measurement. In addition, flushing further cools the transmitter and receiver.

別の実施形態によれば、フラッシング装置は、測定前、測定中および／または測定後にフラッシングガスで保護メッシュを連続的に洗い流すように設計されることが可能である。これにより、保護メッシュは常に確実に
汚染物質がないように保たれる。 According to another embodiment, the flushing device can be designed to continuously flush the protective mesh with flushing gas before, during and / or after measurement. This ensures that the protective mesh is always free of contaminants.

さらにまたは代替的に、フラッシング装置は、測定前、測定中および／または測定後にフラッシングガスで保護メッシュを間欠的に洗い流すように設計されることも可能である。間欠的なフラッシング、特に連続的なフラッシングと比較してかなり高いガス圧力によるフラッシングは、より頑固なまたはより大きなメッシュの汚染物質を確実に放出することができる。間欠的なフラッシングは、たとえば、定義された時間間隔で、または機器の測定結果とは関係なく行うことができる。 Further or alternatively, the flushing device can also be designed to intermittently flush the protective mesh with flushing gas before, during and / or after measurement. Intermittent flushing, especially flushing with significantly higher gas pressure compared to continuous flushing, can reliably release more stubborn or larger mesh contaminants. Intermittent flushing can be done, for example, at defined time intervals or independent of instrument measurements.

本発明による機器はまた、受信装置からの測定値が適用され、測定値に基づいて対象物の直径および／または壁厚および／または外側輪郭を決定するように設計された評価装置を備えることも可能である。これは、伝播遅延測定を使用してそれ自体公知の方法で評価装置によって行うことができる。そのような評価は、当業者には原則として知られており、詳細には記載されない。 The device according to the invention may also be equipped with an evaluator designed to apply measurements from the receiving device and determine the diameter and / or wall thickness and / or outer contour of the object based on the measurements. It is possible. This can be done by the evaluator in a manner known per se using propagation delay measurements. Such assessments are known to those of skill in the art in principle and are not described in detail.

本発明による機器はまた、受信装置からの測定値および／または評価装置からの評価データが適用され、受信装置からの測定値および／または評価装置からの評価データに基づいて、対象物を製造するためのプロセスを制御および／または規制するように設計された制御および／または規制装置を備えることも可能である。 The device according to the present invention also applies the measured value from the receiving device and / or the evaluation data from the evaluation device, and manufactures the object based on the measured value from the receiving device and / or the evaluation data from the evaluation device. It is also possible to have a control and / or regulatory device designed to control and / or regulate the process for.

別の関連する実施形態によれば、評価装置は、受信装置が測定する放射強度が変化したとき、フラッシング装置を活動化させて、間欠的におよび／または連続的に保護メッシュをフラッシングガスで洗い流すように設計されることが可能である。保護メッシュが汚染されていると、透過性が低下および／または測定放射の吸収が増加することになり得る。また、保護メッシュからの測定放射の反射が増加し、その結果、たとえば金属塵または水による放射線エコーの強度が増大する可能性がある。そのような影響を、受信装置が受信する放射強度の変化、特に、測定値の全てにわたる放射強度の変化、または測定領域に位置する対象物がない場合の放射強度の変化に基づいて検出することができる。これは、特に、測定領域に測定対象物がない場合の測定値の変化を評価装置が観測することができるため、対象物による障害が存在しないことを意味する。したがって、測定された放射強度の変化は、原因に応じた放射強度の増大または低減であり得る。たとえば、許容される強度範囲のためのルートを評価のために定義することができる。これから外れた場合、評価装置は、フラッシング装置を活動化させて、間欠的および／または連続的に保護メッシュをフラッシングガスで洗い流す。したがって、この実施形態は、特に保護メッシュを必要に応じて洗い流すことによって洗浄することができるように測定センサ自体が保護メッシュの汚染を検出することができるという事実を好都合な方法で利用している。 According to another related embodiment, the evaluator activates the flushing device when the radiation intensity measured by the receiving device changes, intermittently and / or continuously flushing the protective mesh with flushing gas. It is possible to be designed as such. Contamination of the protective mesh can result in reduced permeability and / or increased absorption of measured radiation. It also increases the reflection of measured radiation from the protective mesh, which can result in increased intensity of radiation echoes, for example due to metal dust or water. Detecting such effects based on changes in radiant intensity received by the receiver, in particular changes in radiant intensity over all measurements, or changes in radiant intensity when there is no object located in the measurement area. Can be done. This means that there is no obstacle due to the object, in particular, because the evaluation device can observe the change in the measured value when there is no object to be measured in the measurement area. Therefore, the measured change in radiant intensity can be an increase or decrease in radiant intensity depending on the cause. For example, a route for an acceptable intensity range can be defined for evaluation. If deviated from this, the evaluator activates the flushing device to intermittently and / or continuously flush the protective mesh with flushing gas. Therefore, this embodiment conveniently takes advantage of the fact that the measurement sensor itself can detect contamination of the protective mesh, especially such that it can be washed by flushing the protective mesh as needed. ..

別の実施形態によれば、一方の側にある伝送装置および／または受信装置と他方の側にある測定領域との間に、測定放射を偏向させる反射板を配列することができる。そのような反射板により、検出すべき対象物のある測定領域に対する伝送装置および受信装置の配置に関して、より大きな柔軟性を有することが可能となる。これにより、伝送装置および受信装置の保護が向上することになる。そしてこれにより、たとえば、対象物の下に配列する必要があった伝送装置および受信装置を配列することなく、対象物を下から測定することが可能になる。たとえば、測定放射を反射板によって約９０°偏向させることができる。 According to another embodiment, a reflector that deflects the measured radiation can be arranged between the transmitting device and / or the receiving device on one side and the measurement area on the other side. Such reflectors allow for greater flexibility in the placement of transmitters and receivers with respect to certain measurement areas of the object to be detected. This will improve the protection of the transmitting device and the receiving device. And this makes it possible to measure the object from below without arranging, for example, the transmission device and the receiving device that had to be arranged under the object. For example, the measured radiation can be deflected by a reflector by about 90 °.

別の関連する実施形態によれば、反射板を、保護メッシュおよび測定領域との間に配列することができる。これにより、対象物を下から測定することが可能となり、保護メッシュを対象物の下に配列する必要もない。この場合、反射板を測定領域の下に配列して下から測定を行う場合でも、検出対象物に由来する汚染物質が保護メッシュで落ちるように保護メッシュを配置することができる。また、対象物の外周にわたって配置された反射板および保護メッシュ、ならびに伝送および受信装置をさらに備えることも考えられ、たとえば、測定領域の上に配置された保護メッシュを、検出すべき対象物に由来する強く加熱された上昇空気が保護メッシュを通過するように配置することができる。特に、（複数の）保護メッシュを、この場合、測定面に対して垂直に、または汚染物質の落下面に対して平行に、および／または熱気の上昇面に対して平行に配置することができる。前述の実施形態では、反射板は、汚染物質の増加にさらされてもよい。しかしながら、特に、ここで議論される測定放射のための反射器は、この点で比較的影響を受けない。もちろん、反射器を汚染物質から保護するためにも、反射器と測定対象物の測定領域との間に保護メッシュを配置することも代替的に可能である。 According to another related embodiment, the reflector can be arranged between the protective mesh and the measurement area. This makes it possible to measure the object from below, and there is no need to arrange the protective mesh under the object. In this case, even when the reflectors are arranged below the measurement area and the measurement is performed from below, the protective mesh can be arranged so that the contaminants derived from the detection target fall off with the protective mesh. It is also conceivable to further include reflectors and protective meshes placed over the perimeter of the object, as well as transmission and receiver devices, for example, the protective mesh placed over the measurement area derived from the object to be detected. Strongly heated ascending air can be placed to pass through the protective mesh. In particular, the protective mesh (s) can be placed, in this case, perpendicular to the measurement plane, parallel to the pollutant drop plane, and / or parallel to the hot air rise plane. .. In the aforementioned embodiments, the reflector may be exposed to an increase in contaminants. However, in particular, the reflectors for the measured radiation discussed here are relatively unaffected in this regard. Of course, in order to protect the reflector from contaminants, it is also possible to arrange a protective mesh between the reflector and the measurement area of the object to be measured as an alternative.

すでに説明したように、本発明によれば、検出すべき対象物は、たとえば、ストランド形状の対象物であってもよく、特に金属管、特に鋼管、またはプラスチック管またはガラス管のような管形状対象物、ならびに基本的に平面である対象物、たとえばプレート、特に厚板、熱いストリッププレート、または冷たいストリッププレートが可能である。この場合、機器を、対象物がまだ形成されている間、または対象物の最終的な形状を決定する製造ラインの直後、特に製造ラインのような下流にある冷却ラインにおいて、検出すべき対象物を検出するように設計することが可能である。この目的のために、機器を、対象物を製造するための設備の製造ラインおよび／または冷却ライン上に対応して配置することが可能である。この点において、本発明はまた、対象物を製造するための設備の製造ラインおよび／または冷却ラインと、本発明による機器とを備えるシステムに関する。説明したように、特に劣悪な測定環境における測定の場合には、汚染物質の危険性が高く、非常に高い温度が想定され得る。また、そのような冷却領域の領域では、冷却液として使用される水の飛散による問題も想定され得る。本発明による機器は、そのような用途に特に適している。 As described above, according to the present invention, the object to be detected may be, for example, a strand-shaped object, particularly a metal tube, particularly a steel tube, or a tube shape such as a plastic tube or a glass tube. Objects as well as objects that are essentially flat, such as plates, especially planks, hot strip plates, or cold strip plates, are possible. In this case, the device should be detected while the object is still being formed, or immediately after the production line that determines the final shape of the object, especially in a cooling line downstream such as the production line. Can be designed to detect. For this purpose, the equipment can be placed correspondingly on the production line and / or cooling line of the equipment for manufacturing the object. In this regard, the invention also relates to a system comprising a production line and / or a cooling line of equipment for producing an object and the equipment according to the invention. As explained, the risk of pollutants is high and very high temperatures can be assumed, especially in the case of measurements in poor measurement environments. Further, in the region of such a cooling region, a problem due to the scattering of water used as a cooling liquid can be assumed. The device according to the invention is particularly suitable for such applications.

これに対応して、本発明はまた、本発明による機器を使用して対象物を検出するための方法に関する。本発明による方法では、対象物の直径および／または壁厚および／または外側輪郭を、それに対応して、受信装置からの測定値に基づいて決定することが可能である。さらに、対象物を製造するためのプロセスは、受信装置からの測定値に基づいて、および／または対象物の直径および／または壁厚および／または外側輪郭について決定された値に基づいて、制御および／または規制することができる。該方法において、対象物を、対象物がまだ形成されている間、または最終成形後できるだけ早く、対象物の製造ラインの領域内で検出することができる。製造ラインは、それによって対象物にその最終的な形状を与える。そのような測定の間、たとえば金属管は、まだ１０００℃を超える温度を有し、したがってまだ光っている可能性がある。たとえば、ガラス管は、まだ２０００℃以上の温度を有する可能性がある。また、この領域では、金属塵および灰が発生し得る。特に、プラスチック管を製造する場合には、金属製の較正スリーブを具備することもでき、この場合、現時点ではまだ形状を保っているプラスチック管は、その最終形状を形成するために、たとえば真空を適用することによって、説明したように吸引される。そのような較正スリーブを、対象物を冷却するための冷却タンクの領域に配置することができる。冷却水のような冷却液を、対象物を冷却するための冷却タンクに注入することができる。本発明による測定はまた、そのような較正スリーブまたはそのような冷却タンクの領域内で行われることが可能である。この目的のために、較正スリーブおよび／または冷却タンクは、１つ以上の関連する測定開口部を備えることができる。 Correspondingly, the present invention also relates to a method for detecting an object using the apparatus according to the present invention. In the method according to the invention, the diameter and / or wall thickness and / or outer contour of the object can be correspondingly determined based on the measurements from the receiving device. In addition, the process for manufacturing the object is controlled and / or based on the measurements from the receiver and / or the values determined for the object's diameter and / or wall thickness and / or outer contour. / Or can be regulated. In this method, the object can be detected within the region of the production line of the object while the object is still formed or as soon as possible after final molding. The production line thereby gives the object its final shape. During such measurements, for example, the metal tube still has a temperature above 1000 ° C and may therefore still shine. For example, a glass tube may still have a temperature of 2000 ° C. or higher. Also, metal dust and ash can be generated in this area. In particular, when manufacturing plastic tubing, a metal calibration sleeve can also be provided, in which case the plastic tubing, which is still in shape at this time, is vacuumed, for example, to form its final shape. By applying, it is aspirated as described. Such a calibration sleeve can be placed in the area of the cooling tank for cooling the object. A coolant, such as cooling water, can be injected into a cooling tank for cooling the object. Measurements according to the invention can also be made within the area of such a calibration sleeve or such cooling tank. For this purpose, the calibration sleeve and / or cooling tank can be provided with one or more related measurement openings.

さらに本発明によれば、すでに説明したように、少なくとも１つの伝送装置および／または少なくとも１つの受信装置を、測定中に対象物の下に配置することができる。 Further, according to the present invention, as described above, at least one transmitting device and / or at least one receiving device can be placed under the object during measurement.

本発明の例示的な実施形態は、図面を参照してより詳しく説明される。 Exemplary embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

第１の実施形態によって本発明による機器を断面図で示す。A cross-sectional view of the apparatus according to the present invention according to the first embodiment is shown. 図１の機器を正面図でします。そしてThe front view of the device shown in Fig. 1. and 第２の実施形態によって本発明による機器を断面図で示す。A cross-sectional view of the apparatus according to the present invention according to the second embodiment is shown.

特に明記しない限り、同一の参照番号は、図中の同一の対象を示す。 Unless otherwise stated, the same reference numbers refer to the same object in the figure.

図１に示す、本発明による機器は、矢印１４に沿ってフラッシングガス用供給源１２を伴う、いくつかの部分で示される筐体１０を有する。たとえば、フラッシングガスとしてフラッシングエアを使用することができる。筐体１０は保持部分１１で保持される。機器はまた、筐体１０の中に一体化されたトランシーバ１６を備え、このトランシーバは、測定放射を放出するための伝送装置および測定放射を受信するための受信装置を形成する。図示する例では、トランシーバ１６は、たとえばテフロン（登録商標）から形成することができる、双曲面として設計されたアンテナ１８を有する。機器はまた、受信装置から得られる測定結果を適用する評価装置２０を備える。 The device according to the invention shown in FIG. 1 has a housing 10 shown in some parts, with a source 12 for flushing gas along the arrow 14. For example, flushing air can be used as the flushing gas. The housing 10 is held by the holding portion 11. The device also comprises a transceiver 16 integrated within the housing 10, which forms a transmitting device for emitting the measured radiation and a receiving device for receiving the measured radiation. In the illustrated example, the transceiver 16 has an antenna 18 designed as a hyperboloid, which can be formed, for example, from Teflon®. The device also comprises an evaluation device 20 to which the measurement result obtained from the receiving device is applied.

筐体１０はまた、図示する例では円形の、保護メッシュ２４を具備する筐体開口部２２を有する。保護メッシュ２４は、たとえばガラス繊維保護メッシュとすることができる。機器が検出すべき対象物２６を、すなわち、図示する例では詳細には鋼管である金属管またはプラスチック管などの管形状対象物２６を、測定領域内に配置する。管形状対象物２６を、図１で機器の測定領域を通る、管形状対象物２６の長手方向の軸に沿って、機器の運搬装置を用いて図の平面の中に垂直に運ぶことができる。トランシーバ１６の伝送装置は、図１で矢印２８により例示するように、保護メッシュ２４を通して管形状対象物２６の外部輪郭の上に電磁測定放射を放出し、電磁放射は、管形状対象物２６の外部輪郭からトランシーバ１６に、したがって受信装置に戻して反射される。これに基づき、評価装置２０は、伝播遅延測定からトランシーバ１６と管形状対象物２６の外部輪郭との間の距離を確認することができ、したがって、それ自体が公知であるように、他の測定変数を推論することができる。詳細にはそれに応じて、対象物２６の外周の全面にわたり分布した多数の位置で距離を測定して、管形状対象物２６の直径および／または壁厚および／または外部輪郭を決定することができる。 The housing 10 also has a housing opening 22 provided with a protective mesh 24, which is circular in the illustrated example. The protective mesh 24 can be, for example, a glass fiber protective mesh. An object 26 to be detected by the device, that is, a tube-shaped object 26 such as a metal pipe or a plastic pipe, which is a steel pipe in detail in the illustrated example, is arranged in the measurement area. The tube-shaped object 26 can be transported vertically into the plane of the figure using the device carrier along the longitudinal axis of the tube-shaped object 26, which passes through the measurement area of the device in FIG. .. The transmission device of the transceiver 16 emits electromagnetic measurement radiation through the protective mesh 24 onto the external contour of the tube-shaped object 26, as illustrated by arrow 28 in FIG. 1, and the electromagnetic radiation is emitted from the tube-shaped object 26. It is reflected back from the external contour to the transceiver 16 and thus back to the receiver. Based on this, the evaluator 20 can confirm the distance between the transceiver 16 and the external contour of the tube-shaped object 26 from the propagation delay measurement, and therefore other measurements, as is known per se. Variables can be inferred. In detail, the distance can be measured at a number of locations distributed over the entire circumference of the object 26 accordingly to determine the diameter and / or wall thickness and / or external contour of the tube-shaped object 26. ..

フラッシング装置３０を提供して、測定中に矢印１４に対応する供給源１２を介して筐体１０にフラッシングガスを供給する。図１で矢印３２により例示するように、供給されたフラッシングガスは、この場合も保護メッシュ２４を通して外側の環境の中に漏れる。これにより、保護メッシュ２４はどんな汚染物質もないように保たれる。フラッシングガスは、測定前、測定中、および／または測定後にフラッシング装置３０により連続的または間欠的に導入することができる。たとえば、トランシーバ１６の受信装置が受信する放射強度を、対象物２６を測定領内に配列して、または配列することなく、評価装置２０により一定間隔で確認することができる。この放射強度が、放射強度の増大によるにせよ低減によるにせよ、すでに確立された許容できるルートの外側に移動する場合、評価装置２０は、たとえばフラッシング装置３０を活動化して、間欠的フラッシングを遂行することができる。 The flushing device 30 is provided to supply the flushing gas to the housing 10 via the supply source 12 corresponding to the arrow 14 during the measurement. As illustrated by arrow 32 in FIG. 1, the supplied flushing gas also leaks into the outer environment through the protective mesh 24. This keeps the protective mesh 24 free of any contaminants. The flushing gas can be continuously or intermittently introduced by the flushing device 30 before, during and / or after the measurement. For example, the radiant intensity received by the receiving device of the transceiver 16 can be confirmed by the evaluation device 20 at regular intervals with or without arranging the object 26 in the measurement area. If this radiant intensity moves out of an already established acceptable route, whether due to an increase or decrease in radiant intensity, the evaluator 20 activates, for example, the flushing device 30 to perform intermittent flushing. can do.

図１および図２による代表的実施形態に大部分は対応する、本発明の第２の代表的実施形態を図３に示す。この場合も詳細には検出すべき管形状対象物２６を、図１による表現に対して図３では９０°だけ回転して示す。対象物２６は、この場合も測定領域を通る、対象物２６の長手方向の軸に沿って運ぶことができる。図１および図２による代表的実施形態とは対照的に、図３による代表的実施形態では、トランシーバ１６と検出すべき対象物２６を伴う測定領域の間に反射鏡３４を配列し、この反射鏡は、図示する例では、図３で矢印２８により例示するように、測定放射を基本的には垂直に偏向させる。図３に示す例では、保護メッシュ２４と測定すべき対象物２６を伴う測定領域の間に反射鏡３４を配置する。この手法では、詳細には汚染物質から保護メッシュ２４を安全に保護することができる。当然のことながら、代わりに、図３に示す代表的実施形態では、たとえば反射鏡３４を保護するために、反射鏡３４と検出すべき対象物２６を伴う測定領域の間に保護メッシュ２４を配置することもまた考えられる。さらにまた、対象物２６の外周の全面にわたって分散して追加トランシーバ１６を配列することができ、そこでは、いずれの場合にも保護メッシュおよび反射鏡を提供することができる。この場合、汚染物質および／または熱風が離れる、または通過するように、保護メッシュをそれぞれ配列することができる。 A second representative embodiment of the present invention, which largely corresponds to the representative embodiments according to FIGS. 1 and 2, is shown in FIG. Also in this case, in detail, the tube-shaped object 26 to be detected is shown rotated by 90 ° in FIG. 3 with respect to the representation in FIG. The object 26 can be carried along the longitudinal axis of the object 26, again through the measurement area. In contrast to the representative embodiment of FIGS. 1 and 2, in the representative embodiment of FIG. 3, a reflector 34 is arranged between the transceiver 16 and the measurement area with the object 26 to be detected, and this reflection. The mirror deflects the measured radiation essentially vertically, as illustrated by arrow 28 in FIG. 3 in the illustrated example. In the example shown in FIG. 3, the reflector 34 is placed between the protective mesh 24 and the measurement area with the object 26 to be measured. In this approach, the protective mesh 24 can be safely protected from contaminants in detail. Of course, instead, in the exemplary embodiment shown in FIG. 3, a protective mesh 24 is placed between the reflector 34 and the measurement area with the object 26 to be detected, for example to protect the reflector 34. It is also possible to do. Furthermore, additional transceivers 16 can be distributed over the entire perimeter of the object 26, where protective meshes and reflectors can be provided in either case. In this case, the protective meshes can be arranged respectively so that contaminants and / or hot air are separated or passed.

本発明について、管形状対象物２６の測定例に基づき図で説明してきたが、対象物はまた、基本的に平面内に置かれている対象物、たとえば平板、詳細には厚板、熱いストリッププレート、または冷たいストリッププレートとすることができる。さらにまた、測定中に少なくとも１つの伝送装置および／または少なくとも１つの受信装置を対象物の下に配列することができる。 Although the present invention has been illustrated with reference to a measurement example of the tube-shaped object 26, the object is also an object that is basically placed in a plane, such as a flat plate, specifically a plank, a hot strip. It can be a plate or a cold strip plate. Furthermore, at least one transmitting device and / or at least one receiving device can be arranged under the object during the measurement.

１０ 筐体
１２ 供給源
１４ 矢印
１６ トランシーバ
１８ アンテナ
２０ 評価装置
２２ 筐体開口部
２４ 保護メッシュ
２６ 対象物
２８ 矢印
３０ フラッシング装置
３２ 矢印
３４ 反射鏡 10 Housing 12 Source 14 Arrow 16 Transceiver 18 Antenna 20 Evaluation device 22 Housing opening 24 Protective mesh 26 Object 28 Arrow 30 Flushing device 32 Arrow 34 Reflector

Claims (14)

運搬装置を用いて機器の測定領域を通って運ばれる対象物（２６）を検出するための機器であって、前記対象物（２６）の外部輪郭の上にギガヘルツまたはテラヘルツの範囲の周波数を伴う測定放射を放出するための伝送装置と、前記対象物（２６）により反射された前記測定放射を受信するための受信装置とを備え、前記測定放射に対して透明な、ガスに対して透過性の保護メッシュ（２４）は、一方の側にある伝送装置および／または受信装置と、他方の側にある測定領域との間に配置されることを特徴とする機器。 A device for detecting an object (26) carried through the measurement area of the device using a carrier, with frequencies in the gigahertz or terahertz range over the external contour of the object (26). A transmission device for emitting the measurement radiation and a receiving device for receiving the measurement radiation reflected by the object (26) are provided, and the measurement radiation is transparent to the measurement radiation and permeable to the gas. The protective mesh (24) of the device is arranged between a transmitting device and / or a receiving device on one side and a measurement area on the other side. 前記伝送装置および前記受信装置は、トランシーバ（１６）により形成されることを特徴とする、請求項１に記載の機器。 The device according to claim 1, wherein the transmission device and the reception device are formed by a transceiver (16). 前記保護メッシュ（２４）は、ガラス繊維織物により形成されることを特徴とする、請求項１または２に記載の機器。 The device according to claim 1 or 2, wherein the protective mesh (24) is formed of a glass fiber woven fabric. 前記伝送装置および前記受信装置は、筐体（１０）内に配列され、前記保護メッシュ（２４）は、前記測定領域の方を向く筐体開口部（２２）を閉じることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の機器。 The transmitting device and the receiving device are arranged in a housing (10), and the protective mesh (24) closes a housing opening (22) facing the measurement area. The device according to any one of Items 1 to 3. さらにまたフラッシング装置（３０）を提供して、フラッシングガスで前記保護メッシュ（２４）を洗い流すことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の機器。 The device according to any one of claims 1 to 4, further comprising providing a flushing device (30) to flush the protective mesh (24) with a flushing gas. 前記フラッシング装置（３０）は、測定前、測定中、および／または測定後に前記フラッシングガスで前記保護メッシュ（２４）を連続的に洗い流すように設計されることを特徴とする、請求項５に記載の機器。 5. The flushing apparatus (30) is designed to continuously flush the protective mesh (24) with the flushing gas before, during, and / or after the measurement. Equipment. 前記フラッシング装置（３０）は、前記測定前、前記測定中、および／または前記測定後に前記フラッシングガスで前記保護メッシュ（２４）を間欠的に洗い流すように設計されることを特徴とする、請求項５または６に記載の機器。 The flushing apparatus (30) is designed to intermittently wash away the protective mesh (24) with the flushing gas before, during, and / or after the measurement. The device according to 5 or 6. 前記受信装置から得た測定値を適用する、前記測定値に基づき前記対象物（２６）の直径および／または壁厚および／または前記外部輪郭を決定するように設計された評価装置（２０）もまた提供されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の機器。 Also an evaluation device (20) designed to determine the diameter and / or wall thickness and / or the external contour of the object (26) based on the measurements to which the measurements obtained from the receiver are applied. The device according to any one of claims 1 to 7, wherein the device is also provided. 前記評価装置（２０）は、前記受信装置が測定した放射強度が変化するとき、前記フラッシング装置（３０）を活動化して、前記フラッシングガスで前記保護メッシュ（２４）を間欠的に、および／または連続的に洗い流すように設計されることを特徴とする、請求項７または８に記載の機器。 The evaluation device (20) activates the flushing device (30) when the radiation intensity measured by the receiving device changes, intermittently and / or the protective mesh (24) with the flushing gas. The device according to claim 7 or 8, characterized in that it is designed to be continuously flushed. 前記測定放射を偏向させる反射鏡（３４）を、一方の側にある前記伝送装置および／または前記受信装置と、他方の側にある前記測定領域との間に配列することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の機器。 A claim comprising arranging a reflector (34) that deflects the measured radiation between the transmitting and / or receiving device on one side and the measuring region on the other side. The device according to any one of Items 1 to 9. 前記反射鏡（３４）は、前記保護メッシュ（２４）と前記測定領域の間に配列されることを特徴とする、請求項１０に記載の機器。 10. The device of claim 10, wherein the reflector (34) is arranged between the protective mesh (24) and the measurement area. 方法であって、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の機器を使用して対象物（２６）を検出するための方法。 A method for detecting an object (26) using the device according to any one of claims 1 to 11. 前記対象物（２６）は、前記対象物（２６）のための製造ラインの下流にある冷却ラインの領域内で検出されることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。 12. The method of claim 12, wherein the object (26) is detected within a region of a cooling line downstream of the production line for the object (26). 少なくとも１つの伝送装置および／または少なくとも１つの受信装置は、測定中に前記対象物の下に配列されることを特徴とする、請求項１２または１３に記載の方法。 12. The method of claim 12 or 13, wherein the at least one transmitting device and / or at least one receiving device is arranged under the object during measurement.
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